基于TQC方法下特殊地點巷道快速掘進技術實踐

陳 銳

（山東新礦趙官能源有限責任公司，山東 德州251113）

隨著安全高效采煤機械在我國煤礦生產中的使用，一個采煤工作面單產可以高達500萬t/a，采煤工作面的年推進度超過3000m，并且還有繼續加大的趨勢，這需要更快的巷道掘進準備速度。

1 工程概述

礦井現開采水平為-415m水平，開采煤層為七層煤，平均厚度1.1m，對巷道單進水平要求較高，需要提高巷道掘進準備速度。巷道開門準備時安裝設備較多，占用接續時間；開門施工時，工序銜接緊張，存在重復勞動、浪費人工、物料等現象；調向時，需增加設備，影響巷道掘進；上坡掘進過程中遇斷層時，過斷層占用時間較長。在特殊地點處占用時間較多，影響巷道快速掘進，制約巷道單進水平提高。

2 制約巷道快速掘進因素

2.1 巷道開門準備時間較多

巷道開門準備時，需敷設電纜、通訊監測線，安裝出矸設備、開關，完善防塵設備，占用接續時間，影響巷道快速掘進。

2.2 設備安撤集中

巷道開門一般采用炮掘，分次裝藥、分次起爆，然后人工出矸，勞動效率較低。進尺達到3m后安裝刮板轉載機，斜向搭接皮帶出矸；進尺達到10m后安裝簡易扒裝機，炮掘產生的矸石經扒裝至刮板轉載機，斜向運輸至皮帶實現出矸；進尺達到40m后，撤除扒裝機、溜子，安裝綜掘機、皮帶機，采用綜掘，矸石經綜掘機一運溜子、迎頭皮帶進入采區皮帶運至采區矸石倉，隨著進尺增加，安裝綜掘機橋式裝載機，實現正常綜合性配套機械化掘進。安撤設備較多，工序集中、銜接緊張，給安全生產帶來隱患，同時影響巷道快速掘進。

2.3 巷道調向需增加設備

巷道掘進過程中調向時，需增加一部刮板轉載機、一臺饋電開關，占用7個人工，增加崗位工數量；調向進尺6m后，撤除迎頭刮板轉載機，安裝簡易皮帶，占用15個人工，影響兩個班生產，占用巷道掘進時間，影響巷道快速掘進。

2.4 巷道上坡掘進坡度變大，交班牽引機尾用時較長

巷道上坡掘進過程中遇斷層構造（從礦井三維地震及物探掌握資料推斷，掘進過程中遇到的斷層多為受張力或重力作用形成，絕大多數為正斷層），需增大坡度，交接班牽引迎頭皮帶機尾時，綜掘機爬坡牽引受限，拉機尾占用時間較多，影響本迎頭掘進，同時影響其他共用該皮帶出矸的迎頭，影響巷道快速掘進。

2.5 物料運送、托運大件耗時較多

巷道掘進過程中，需用物料較多，傳統運料方式不能很好滿足施工需求，制約巷道快速掘進；在需安裝、更換大件時，占用較多人員，施工集中、安全控件狹小，產生安全隱患，不利于巷道快速掘進。

3 解決問題的方案

根據運籌學TQC（全面質量管理）方法，對組成施工工藝的各工序進行關鍵路徑分析，掌握施工進展中關鍵工序，避免重復勞動、窩工現象，提高巷道特殊地點快速掘進。

3.1 制定掘進零接續方案，縮短開門設備準備、安裝占用時間

掘進專業制定掘進零接續方案，要求巷道預透5m時，每班均抽出2～4人輔助機電工進行開門設備準備、安裝，當巷道預透后，留下3～5人處理尾工，其余人員均參加開門設備安裝，確保尾工處理完畢新巷道達到開工條件，縮短新開門巷道設備準備、安裝占用時間，實現掘進零接續，為巷道快速掘進提供前期準備。

3.2 優化配套掘進設備，減少設備安撤數量

巷道開門前2m采用分臺階爆破掘進，分次裝藥、分次起爆，人工出矸；后4m采用一次成巷起爆，通過調整掏槽眼、周邊眼數量，提高爆破效果，使矸石拋擲在巷道開門點，減少迎頭積矸；進尺達到6m后安裝簡易扒裝機，垂直搭接皮帶出矸；進尺達到20m時，將組裝完畢的綜掘機開進迎頭，采用綜掘機后跟扒裝機出矸；制定安全技術措施，增大扒裝距離至40m，然后將扒裝機撤除，安裝迎頭皮帶一部，隨著進尺增加，安裝綜掘機橋式裝載機，通過綜掘機班班拉機尾，延伸儲帶倉皮帶，實現矸石經綜掘機一運溜子、迎頭皮帶進入采區皮帶運至采區矸石倉，實現正常綜合性配套機械化掘進。通過此方案，可減少一部溜子安撤，減少12個人工，增加有效掘進時間，有利于巷道單進水平提高。

3.3 巷道調向采用綜掘機牽引迎頭皮帶，優化主運系統

巷道掘進過程中需調向（夾角＜60°）預透時，由于調向處巷道跨度較大，可利用空間較多，為避免安裝溜子，可利用綜掘機直接牽引迎頭皮帶機尾，當調向進尺5m時，安裝簡易皮帶一部，實現矸石經綜掘機一運溜子、迎頭簡易皮帶搭接進入第二步皮帶，經采區皮帶運至采區矸石倉。通過此方案，可減少一部溜子安撤，減少12個人工，增加有效掘進時間，有利于提高巷道單進水平。

3.4 使用絞車牽引機尾，縮短交班牽機尾時間

當上坡掘進遇斷層或煤層傾角突然增大時，需增大坡度，給交接班牽引皮帶機尾帶來極大困難，每班牽引機尾耗時1.5小時，直接浪費2個人工，同時降低職工勞動積極性，間接浪費3個人工，不能有效保證班組進尺。針對生產現狀，在現場安設一部絞車，將導向輪掛在綜掘機機身后方專用螺絲上，導向牽引皮帶機尾，極大縮短交接班牽引機尾時間，提高巷道單進水平。

3.5 單軌吊運輸機械化、網絡化，為快速掘進提供輔助運輸保障

針對巷道快速掘進物料輸送問題，經過領導研究決定引進單軌吊機車，現場施工中，迎頭后緊跟施工單軌吊梁，支護材料放入集裝箱，實現單軌吊機車開至迎頭輸送支護材料，大型設備也可以采用單軌吊輸送，緩解物料輸送緊張的局面，實現快速、安全輸送物料，降低工人勞動強度，為快速掘進提供保障。

4 取得效果

制定掘進零接續方案，縮短開門設備準備、安裝占用時間；優化配套掘進設備，減少設備安撤數量；巷道調向采用綜掘機牽引迎頭皮帶，優化主運系統；使用絞車牽引機尾，縮短交班牽機尾時間。通過優化施工工藝，在巷道開門、調向，以及掘進過程中遇斷層帶、淋水帶、頂板破碎帶及大跨度帶等特殊地點掘進時，減少掘進設備安撤數量，縮短占用時間，實現特殊地點巷道快速掘進、單進水平大幅提高，達到大斷面（斷面：12.93m2）全巖巷道月進尺260米、半煤巖巷道月進尺310米，為巷道快速掘進技術進行了有益的實踐探索。

5 結論與建議

采用特殊地點巷道快速掘進技術，可直接提高月進尺30%以上，間接提高月進尺45%以上。掘進零接續，為巷道快速掘進提供前期準備。巷道開門時，優化掘進設備，減少安撤數量，增加有效掘進時間。巷道調向采用綜掘機牽引皮帶機尾調向，減少調向處設備安撤數量。巷道上坡掘進坡度變大時，采用絞車導向牽引皮帶機尾。通過優化施工人員組織、機電設備安撤、施工工藝等方面，形成配套特殊地點巷道快速掘進技術。

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